DE895104C

DE895104C - Synchronous control for two independently working pistons

Info

Publication number: DE895104C
Application number: DEH9793A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ennenbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-09-20
Filing date: 1951-09-20
Publication date: 1953-10-29

Description

Synchronsteuerung für zwei unabhängig voneinander arbeitende Kolben Die Erfindung betrifft eine Synchronsteuerung für zwei unabhängig voneinander arbeitende Kolben. Bei hydraulischen oder pneumatischen Antrieben tritt häufig das Bedürfnis auf, mehrere unabhängig voneinander gespeiste Druckzylinder so zu steuern, daß ihre.Kolben jederzeit genau gleiche Wege durchlaufen. Durch eine einfache, gleichartige Speisung oder Entleerung der Zylinder läßt sich das nicht ohne weiteres erreichen, weil bei verschiedener Last auf beiden Kolben die Zylinderfüllungen ungleichmäßig zusammengedrückt werden und weil z. B. bei Benutzung von Öl als Druckmittel durch Ansaugen von Luft das Öl schaumig werden kann, so daß es unterschiedliche und schwer überwachbare Zusammendrückbarkeiten annimmt. Daher werden solche zusammenarbeitenden Kolben nach- der ,Erfindung dadurch gesteuert, daß die Wegdifferenz zwischen dem Hub der beiden Kolben durch ein mechanisches Getriebe ermittelt und zur Betätigung mindestens eines Drosselventils in der Druckölzuleitung oder -ableitung oder in beiden Leitungen- benutzt wird.Synchronous control for two pistons that work independently of one another The invention relates to a synchronous control for two working independently of one another Pistons. The need often arises with hydraulic or pneumatic drives to control several independently fed pressure cylinders so that their.Kolben follow exactly the same path at all times. With a simple, similar supply or emptying the cylinder, this can not be achieved without further ado, because with different load on both pistons, the cylinder fillings are compressed unevenly and because z. B. when using oil as a pressure medium by sucking in air the oil can become foamy, making it diverse and difficult to monitor Assumes compressibility. Therefore, such cooperating pistons are the, invention controlled in that the path difference between the stroke of the two Piston determined by a mechanical gear and at least one to operate Throttle valve in the pressure oil supply line or discharge line or in both lines is used.

Eine- bevorzugte Ausführung gemäß der Erfindung besteht in einem mechanischen Getriebe, durch das die Bewegung jedes der Kolben in die Drehung einer Welle umgesetzt wird und deren Drehungsdifferenz .durch die Verschiebung einer Wandermütter gemessen wird, die auf der einen Welle mit Gewinde läuft und von der anderen Welle so geführt ist, daß sie deren Drehung mitmacht, aber sich gegen diese andere Welle axial verschieben kann. Die Bewegung .dieser Wandermutter kann in mannigfacher Weise dazu benutzt werden, um die Kolben synchron zu steuern. Zu diesem Zweck können Hilfsmotoren mit elektrischem, pneumatischem oder hydraulischem Antrieb zwischengeschaltet werden. Bevorzugt wird nach der (Erfindung eine Ausführung, bei der die Wandermutter unmittelbar ein Ventil oder mehrere Ventile für die Speisung und Entleerung der beiden Druckzylinder bewegt. Ein solches Ventil kann erfindungsgemäß ein doppelt wirkendes Kolbenventil sein, bei dem je eine Zylinderseite einem der beiden zu steuernden Kolben zugeordnet ist. Es-hat sich, gezeigt, daß eine einfache Drosselung bzw. Freigabe der Zu- oder Ableitung zu dem Kolben wegen der mechanischen Trägheit des ganzen ,Systems zu Pendelerscheinungen führen kann, die sich dahin auswirken, daß die Kolben sich nicht gleichmäßig bewegen, sondern ruckweise abwechselnd einander vor- und nacheilen.A preferred embodiment according to the invention is a mechanical one Gear through which the movement of each of the pistons is converted into the rotation of a shaft is and the difference in rotation .measured by the displacement of a hiking mother that runs on one shaft with a thread and is guided by the other shaft is that they take part in their rotation, but move axially against this other shaft can. The movement of this wandering mother can be in many ways can be used to control the pistons synchronously. For this purpose can auxiliary motors can be interposed with an electric, pneumatic or hydraulic drive. According to the invention, an embodiment is preferred in which the traveling nut is directly one or more valves for feeding and emptying the two pressure cylinders emotional. According to the invention, such a valve can be a double-acting piston valve be, in which one cylinder side is assigned to one of the two pistons to be controlled is. It has been shown that a simple throttling or releasing of the supply or Derivation to the piston because of the mechanical inertia of the whole, system to pendulum phenomena which have the effect that the pistons do not move smoothly, but jerks alternately running ahead and behind each other.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann nach der Erfindung die Drosselung bzw. Freigabe durch eine Reihe am Zylinder axial hintereinander geordneter Öffnungen geschehen. Eine besonders gute Dämpfung der Schwingungen wird dann erreicht, wenn die zuerst bei der Freigabe bzw. Drosselung gesteuerten Öffnungen größere Querschnitte haben als die Öffnungen, die erst bei weiterer Abweichung des Steuerkolbens von seiner Mittellage durch den Kolben beeinflußt werden.In order to avoid this disadvantage, the throttling can according to the invention or release through a row of openings arranged axially one behind the other on the cylinder happen. A particularly good damping of the vibrations is achieved if the openings that are first controlled during release or throttling have larger cross-sections than the openings that only open when the control piston deviates further from its central position can be influenced by the piston.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der ,Erfindung gegeben, das diese Erfindung in Anwendung auf eine Fahrzeugkippvorrichtung zeigt.In the drawing, an embodiment according to the invention is given which shows this invention applied to a vehicle tilting device.

Fig. i zeigt diese Kippvorrichtung in äußerster schematischer Vereinfachung von der Seite; Fig. 2 zeigt das mechanische Differenzgetriebe in Verbindung mit zwei Steuerventilen in schematischer Darstellung; Fig.3 ist ein Längsschnitt durch die Wandermutter; Fig. 4 ist ein Querschnitt durch das eine Ende der Wandermutter längs der Linie IV-IV der Fig. 3; Fig. 5 zeigt eines der beiden symmetrisch ausgebildeten Kolbenventile im Längsschnitt.Fig. I shows this tilting device in an extremely schematic simplification of the page; Fig. 2 shows the mechanical differential gear in connection with two control valves in a schematic representation; Fig.3 is a longitudinal section through the wandering mother; Figure 4 is a cross section through one end of the traveling nut along the line IV-IV of FIG. 3; Fig. 5 shows one of the two symmetrically designed Piston valves in longitudinal section.

In Fig. i ist i ein Hubarm, der an seinem Ende eine Haltevorrichtung 2 trägt, .die das gestrichelt angedeutete Rad eines Fahrzeuges hält. Die Fahrzeugkippvorrichtung hat zwei solcher Arme i, und es kommt .darauf an, däß diese beiden Hubarme ganz gleichmäßig auf und ab bewegt werden. Zum Heben jedes der Arme dient ein Druckzylinder H. Die Arme sind bei 3 an -festen (Drehpunkten gelagert. Sie sind mit Zahnsegmenten 4 verbunden, die auf je einem Ritzel5 laufen und so -die Hubbewegung des Hubarmes i in eine Umdrehung dieses Ritzels 5 übersetzen.In Fig. I i is a lifting arm which has a holding device at its end 2 carries, .which holds the dashed line wheel of a vehicle. The vehicle tilting device has two such arms i, and it is important that these two lifting arms are completely can be moved up and down evenly. A pressure cylinder is used to raise each of the arms H. The arms are mounted at 3 fixed pivot points. They are with toothed segments 4 connected, each running on a pinion5 and so -the lifting movement of the lifting arm Translate i into one revolution of this pinion 5.

Fig. 2 zeigt an beiden Seiten diese Ritzel 5 und, im Schnitt angedeutet, die in -die Ritzel eingreifenden Zahnsegmente 4. Jedes der beiden Ritzel 5 sitzt auf einer Welle. Die linke Welle 6 hat an ihrem Ende ein Gewinde B. Die rechte Welle 7 hat an ihrem dicht gegenüberstehenden Ende einen Keil 9. Auf dem Gewinde 8 läuft eine Wandermutter io mit einem Ansatzstück i i, das auf dem Keil 9 der Welle 7 geführt ist, wie die Fig. 3 und 4 im einzelnen zeigen.Fig. 2 shows on both sides this pinion 5 and, indicated in section, the gear segments 4 engaging in the pinion. Each of the two pinions 5 is seated on a wave. The left shaft 6 has a thread B at its end. The right shaft 7 has a wedge 9 at its closely opposite end. The thread 8 runs on it a traveling nut io with an extension piece i i, which is guided on the wedge 9 of the shaft 7 is, as FIGS. 3 and 4 show in detail.

- In eine Ringnut 12 der Wandermutter io greift eine Gabel 13 ein, die bei 14 schwenkbar gelagert ist. Wenn die Wellen 6 und 7 nicht genau gleiche Umdrehungen ausführen, wird die Wandermutter ro in der Achsrichtung,der Wellen nach rechts oder links verschoben, je nachdem ob die eine oder die andere der- Wellen 6 und 7 voreilt oder nacheilt. Dadurch wird auch die Gabel 13 nach rechts oder links bewegt.- A fork 13 engages in an annular groove 12 of the traveling nut, which is pivoted at 14. When waves 6 and 7 aren't exactly the same Rotations make the traveling nut ro in the axial direction, following the shafts shifted to the right or left, depending on whether one or the other of the waves 6 and 7 leads or lags. This also moves the fork 13 to the right or left emotional.

Die Gabel 13 führt z. B. mit einem Stift in einem Schlitz 15 der Kolbenstange 16 diese Kolbenstange nach rechts oder links. jedes-Ende der Kolbenstange 16 trägt einen Kolben 17, wie Fig. 5 zeigt, der in einer Zylinderbuchse 18 gleitet. Jede der Zylinderbuchsen 18 sitzt in einem Zylindergehäuse iga, I9b, an das die Zuleitung :20a bzw. die Ableitung tob für das Druckmittel angeschlossen ist. Die Leitung :20a £ bzw. tob steht mit einem Kanalei in Verbindung, eer sich durch das Gehäuse iga bzw. I9b längs der Zylinderbuchse 18 erstreckt und durch Bohrungen 22 in beiden Enden der Zylinderbuchse mit dem Arbeitsraum des Ventils in Verbindung steht. An einer anderen Stelle des Gehäuseumfangs sind Leitungen 23a, 24" und 23b, 24b angeschlossen, von denen die Leitungen 23a und 24a als Zuleitungen für die beiden Druckzylinder dienen, während die Leitungen 23b und 24b als Ableitungen für diese dienen. Die Zuleitung 23a gehört dabei zu dem Zylinder, dessen Ableitung 23b ist, und entsprechend gehört die Zuleitung 24a zu dem Zylinder, dessen Ableitung 24b ist. Die Leitungen 23a bzw. 2,31' münden in Kanäle 25, die sich in dem Gehäuse iga bzw. I9b nur über etwas weniger als die Hälfte der Gehäuselänge erstrecken. Ebenso münden die Leitungen 24' und 24b in entsprechende Kanäle 26 an den anderen Seiten der Gehäuse iga, I9b. Der Kanal 25 ist durch eine Reihe von Bohrungen 27 mit -dem Arbeitsraum der Zylinderbuchse verbunden. Ent-,sprechende Bohrungen28 verbinden auch den Kanal 26 mit dem Arbeitsraum. Die Bohrungen 27 und 28 haben desto größeren Durchmesser, je näher sie der Mitte des Zylinders liegen. Infolgedessen werden bei einer .Bewegung des Kolbens 17 zuerst die größeren. Bohrungen - gesteuert und später bei weiterem Ausschlag der Wandermutter immer kleinere Bohrungen. Dadurch wird bewirkt, daß mit zunehmendem Ausschlag die Regelung immer feiner wird, so daß das ganze System nicht ins Pendeln kommt. Der Zylinder I9abzw. I9b ist an einer Seite in bekannter Weise z. B.. durch einen Deckel 29 mit Schraubenbolzen 30 verschlossen. Die Kolbenstange 16 ist mit Dichtungen 3 i durch die Stirnenden des Zylinders hindurchgeführt.The fork 13 leads z. B. with a pin in a slot 15 of the piston rod 16, this piston rod to the right or left. each end of the piston rod 16 carries a piston 17, as shown in FIG. 5, which slides in a cylinder liner 18. Each of the cylinder sleeves 18 sits in a cylinder housing iga, I9b, to which the supply line: 20a or the discharge line tob for the pressure medium is connected. The line: 20a £ or tob is connected to a duct, eer extends through the housing iga or 19b along the cylinder liner 18 and is in communication with the working chamber of the valve through bores 22 in both ends of the cylinder liner. Lines 23a, 24 ″ and 23b, 24b are connected at another point on the circumference of the housing, of which lines 23a and 24a serve as feed lines for the two pressure cylinders, while lines 23b and 24b serve as discharge lines for these. Feed line 23a is one of them to the cylinder whose discharge line is 23b, and accordingly the supply line 24a belongs to the cylinder whose discharge line is 24b. The lines 23a and 2, 31 ' open into channels 25, which are located in the housing iga and 19b only via something The lines 24 'and 24b also open into corresponding channels 26 on the other sides of the housing iga, 19b. The channel 25 is connected by a series of bores 27 to the working space of the cylinder liner. , speaking bores 28 also connect the channel 26 with the working space. The bores 27 and 28 have the larger diameter the closer they are to the center of the cylinder there piston 17 first the larger. Bores - controlled and later, with further deflection of the traveling nut, smaller and smaller bores. This has the effect that with increasing deflection the regulation becomes finer and finer, so that the whole system does not start to oscillate. The cylinder I9abzw. I9b is on one side in a known manner z. B. closed by a cover 29 with screw bolts 30. The piston rod 16 is passed through the front ends of the cylinder with seals 3 i.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Synchronous control for two independently of each other working piston, characterized in that the path difference between the stroke of the two pistons by a mechanical Transmission determined and for actuating at least one throttle valve in the pressure oil supply line or discharge line or used in both lines.

2. Synchronous control according to claim i, characterized characterized, @ that the movement of each of the two pistons in the rotation of one each Shaft (6, 7) is translated, one of which (6) with a thread (8) is a traveling nut (I0) leads, which slidably with the other shaft (7), but not rotatable, z. B. is connected by a sliding wedge (9).

3. Device according to claim i and 2, characterized in that the movement of the wandering mothers (io) to control the inlet or outlet is used on the pressure cylinders. q .. Device according to claim 3, characterized in that the wander nut (io) by means of a fork (i3) the Piston rod (i6) of one or more control valves (iga, igb) adjusted. 5. Device according to claim q., characterized in that both in the supply line and in one control valve (iga, igb) is switched on for each of the pressure cylinders, which regulates the inflow and outflow of the two pressure cylinders in opposite directions, so that the line to one cylinder is throttled while the line is closed the other .Cylinder is increasingly released. 6. Device according to Claim 5, characterized in that the two control valves (Iga; I9b) so are coupled together that when throttling the line (23d) from E.inlaßventil (i9a) to one of the cylinders the line (23b) from: the same cylinder to the Exhaust valve (I9b) is increasingly released. 7. Control valve for a Device according to one of claims q. to 6, characterized in that the cylinder (i8) connected to a common line (20a, tob) on both sides of the piston (I7) which serves as a common supply line or discharge line for the two pressure cylinders, and that the same cylinder in its two halves is a row axially one behind the other symmetrically distributed bores (27, 28), one half of which (27) on one cylinder and the other half (28) connected to the other cylinder is. B. Control valve according to claim 7, characterized in that the cross section the symmetrically distributed openings (27, 28) to both ends of the cylinder (I8) decreases.